CN104280244A - 基于载荷作用确定发动机台架可靠性试验时间方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于载荷作用确定发动机台架可靠性试验时间方法，通过NEDC循环试验和国标中交变负荷试验，计算出NEDC和交变负荷试验一小时载荷的当量关系β，从而计算出交变负荷试验时间，通过计算出的交变负荷试验时间与国家要求试验时间进行比较得出最终的试验时间。本发明用于确定不同排量、搭载不同车型的发动机进行交变负荷可靠性试验时间，以保证验证时间的充分合理性。

Description

基于载荷作用确定发动机台架可靠性试验时间方法

技术领域

本发明涉及汽车发动机试验领域，更具体地说涉及一种发动机台架可靠性试验时间的确定方法。

背景技术

目前针对最大总质量小于等于3500kg的汽车用发动机，GB/T19055-2003中并未根据发动机排量、搭载车型，用户工况的恶劣程度等不同，采用不同的试验时间进行考核，而是统一规定进行400小时台架交变负荷可靠性试验。但随着用户对发动机质量要求日益提高，作为设计验证阶段的台架试验考核，必须更加严格和精准。应该根据不同排量、搭载不同机型等外在原因，明确各发动机被考核的合理试验时间。因此，需要设计一种确定发动机台架可靠性试验时间方法，用于确定不同排量、搭载不同车型的发动机进行交变负荷可靠性试验时间，保证验证时间的充分合理性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于载荷作用确定发动机台架可靠性试验时间方法，其用于确定不同排量、搭载不同车型的发动机进行交变负荷可靠性试验时间，以保证验证时间的充分合理性。

本发明所述基于载荷作用确定发动机台架可靠性试验时间方法，包括以下步骤：

步骤一、通过NEDC循环路谱数据，获取转速n、扭矩T，计算1s平均有效压力BMEP；

BMEP＝T×12.57/排量；

步骤二、计算NEDC 1个循环载荷S_NEDC；

S_NEDC＝n/2×BMEP×1180；

步骤三、转化NEDC循环1小时载荷S1；

S1＝S_NEDC×3600/1180；

步骤四、通过国标中交变负荷试验，确定该工况中各阶段平均转速n_i，平均扭矩T_i，运行时间t_i，同理计算出各阶段平均有效压力BMEP_i，载荷S_i(i＝1，2...14)；

BMEP_i＝T_i×12.57/排量；

S_i＝n_i/2×BMEP_i×t_i；

步骤五、计算出1个循环载荷S_交变负荷，并转化交变负荷循环1小时载荷S2；

S_交变负荷＝∑S_i(i＝1，2...14)；

S2＝S_交变负荷×2；

步骤六、计算NEDC和交变负荷试验1小时载荷的当量关系β；

β＝S2/S1；

步骤七、以200000km为可靠性目标，已知NEDC循环中平均车速υ为33.58km/h，计算交变负荷试验时间t；

t＝200000/υ/β；

步骤八、判断交变负荷试验时间t是否大于国标规定的400小时，若小于等于400小时，则以400小时为试验时间，若大于400小时则以变负荷试验时间t为试验时间。

本发明所述基于载荷作用确定发动机台架可靠性试验时间方法，该方法基于发动机主要零部件承受的载荷计算试验时间，整个计算过程清晰明了，最终确定的验证时间有理有据，并且能够针对不同排量发动机、同一款发动机搭载不同整车，在台架开展的可靠性试验时间，保证了验证时间的充分合理性。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为交变负荷试验工况循环图。

具体实施方式

为了进一步解释本发明的技术方案，下面结合附图来对本发明进行详细阐述。

参见图1和图2，本实施例以排量为0.996L的发动机、搭载某款商用车为研究对象。

基于发动机的可靠性目标，根据发动机研发前期开展的GB18352.3.2005《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》中明确规定的Ⅰ型式试验工况(以下简称NEDC循环)，每个NEDC循环包括市区和市郊运行两个部分，一个循环为1180s，车辆行驶里程为11.007km，平均车速υ为33.58km/h，试验过程中外接行驶记录仪采取路谱数据，该试验在台架可靠性试验之前已完成，所采集到的路谱数据将用于本方法中。

GB/T19055-2003中明确规定的交变负荷试验工况，目前发动机交变负荷试验的工况遵循国标规定，该工况将运用到确定交变负荷试验时间中。交变负荷试验工况1个循环为30min，与发动机的怠速、最大净功率及转速、最大净扭矩及转速有关，具体工况见图2。

载荷计算需要知道其受力情况和受力作用次数，而发动机扭矩可以通过转换变为平均有效压力，受力作用次数可以通过转速确定。

本实施例的发动机相关参数如下表：

步骤一、通过NEDC循环路谱数据，获取平均转速n为37.95r/s，平均扭矩T为20.08N.m，计算1s平均有效压力BMEP；

BMEP＝T×12.57/排量＝253.47；

步骤二、计算NEDC 1个循环载荷S_NEDC；

S_NEDC＝n/2×BMEP×1180s＝0.567*10^⁷；

步骤三、转化NEDC循环1小时载荷S1；

S1＝S_NEDC×3600/1180＝1.73*10^⁷；

步骤四、通过国标中交变负荷试验，确定该工况中各阶段平均转速n_i，平均扭矩T_i，运行时间t_i，同理计算出各阶段平均有效压力BMEP_i，载荷S_i(i＝1，2...14)；

BMEP_i＝T_i×12.57/排量

S_i＝n_i/2×BMEP_i×t_i

以下为交变负荷试验1个循环内的载荷计算表

步骤五、计算出1个循环载荷S_交变负荷，并转化交变负荷循环1小时载荷S2；

S_交变负荷＝∑S_i(i＝1，2...14)＝6.76*10^⁷；

S2＝S_交变负荷×2＝13.52*10^⁷；

步骤六、计算NEDC和交变负荷试验1小时载荷的当量关系β；

β＝S₂/S_1＝13.52*10^⁷/1.73*10^⁷＝7.81；

步骤七、以200000km为可靠性目标，已知NEDC循环中平均车速υ为33.58km/h，计算交变负荷试验时间t；

t＝200000/υ/β＝200000/33.58/7.81＝762；

步骤八、判断交变负荷试验时间t是否大于国标规定的400小时；762大于400，取762作为发动机交变负荷试验时间，为实际操作方便，以10h向上取整，最终确定该发动机交变负荷试验时间为770小时。

Claims (1)

1.一种基于载荷作用确定发动机台架可靠性试验时间方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、通过NEDC循环路谱数据，获取转速n、扭矩T，计算1s平均有效压力BMEP；

BMEP＝T×12.57/排量；

步骤二、计算NEDC 1个循环载荷S_NEDC；

S_NEDC＝n/2×BMEP×1180；

步骤三、转化NEDC循环1小时载荷S1；

S1＝S_NEDC×3600/1180；

步骤四、通过国标中交变负荷试验，确定该工况中各阶段平均转速n_i，平均扭矩T_i，运行时间t_i，同理计算出各阶段平均有效压力BMEP_i，载荷S_i(i＝1，2...14)；

BMEP_i＝T_i×12.57/排量；

S_i＝n_i/2×BMEP_i×t_i；

步骤五、计算出1个循环载荷S_交变负荷，并转化交变负荷循环1小时载荷S2；

S_交变负荷＝∑S_i(i＝1，2...14)；

S2＝S_交变负荷×2；

步骤六、计算NEDC和交变负荷试验1小时载荷的当量关系β；

β＝S2/S1；

步骤七、以200000km为可靠性目标，已知NEDC循环中平均车速υ为33.58km/h，计算交变负荷试验时间t；

t＝200000/υ/β；

步骤八、判断交变负荷试验时间t是否大于国标规定的400小时，若小于等于400小时，则以400小时为试验时间，若大于400小时则以变负荷试验时间t为试验时间。